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贻贝贝壳承压性能及碎壳裂纹路径取向

袁跃峰 谢飞 范庆仁

袁跃峰,谢飞,范庆仁.贻贝贝壳承压性能及碎壳裂纹路径取向[J].农业工程,2022,12(11):63-67. doi: 10.19998/j.cnki.2095-1795.2022.11.011
引用本文: 袁跃峰,谢飞,范庆仁.贻贝贝壳承压性能及碎壳裂纹路径取向[J].农业工程,2022,12(11):63-67. doi: 10.19998/j.cnki.2095-1795.2022.11.011
YUAN Yuefeng,XIE Fei,FAN Qingren.Pressure bearing properties and crack path orientation of mussel shell[J].Agricultural Engineering,2022,12(11):63-67. doi: 10.19998/j.cnki.2095-1795.2022.11.011
Citation: YUAN Yuefeng,XIE Fei,FAN Qingren.Pressure bearing properties and crack path orientation of mussel shell[J].Agricultural Engineering,2022,12(11):63-67. doi: 10.19998/j.cnki.2095-1795.2022.11.011

贻贝贝壳承压性能及碎壳裂纹路径取向

doi: 10.19998/j.cnki.2095-1795.2022.11.011
基金项目: 国家重点研发计划项目(2019YFD0900901-1);舟山市嵊泗县贻贝产业链提升发展若干技术研究项目(横向课题)
详细信息
    作者简介:

    袁跃峰,博士,副教授,硕士生导师,主要从事水产品加工、机电一体化设计等研究E-mail:yuanyuefeng@126.com

  • 中图分类号: S986.1

Pressure Bearing Properties and Crack Path Orientation of Mussel Shell

  • 摘要:

    为降低贻贝加工过程中的碎壳率,提升贻贝及相关贝类精加工生产线的技术水平,以厚壳贻贝为研究对象,通过Thunk3D扫描仪逆向建模得到贻贝贝壳的三维模型,对贝壳模型进行静力学受力仿真,分析贝壳受力后形变位移的分布特点;使用拉压力试验机对贻贝贝壳进行整体曲面承压试验,计算得出贻贝贝壳的承压性能,结合仿真结果分析碎壳贻贝裂纹路径的取向特征。结果表明:在壳高方向受压力时,贝壳整体曲面平均极限承压载荷为550 N左右,极限载荷下最大形变为1.3 mm,承压性能约为3.12 MPa;裂纹延伸分布具有明显的取向性,60%以上的裂纹分布在沿贻贝贝壳长方向中轴±20°范围内。贻贝贝壳承压性能和裂纹路径取向分布规律的确定,可为贻贝及相关贝类加工设备的施力结构优化提供参考。

     

  • 图 1  贻贝贝壳扫描过程和模型

    Figure 1.  Scanning process and model of mussel shell

    图 2  贻贝壳宽方向受力转位

    Figure 2.  Stress transposition in wide direction of mussel shell

    图 3  贻贝贝壳承压状态及形变位移

    Figure 3.  Pressure state and deformation displacement of mussel shell

    图 4  承压载荷与形变关系带宽曲线

    Figure 4.  Relation curve between bearing load and deformation

    图 5  贻贝贝壳承压形变情况

    Figure 5.  Pressure bearing deformation of mussel shell

    图 6  碎壳贻贝裂纹测绘

    Figure 6.  Mapping of cracks in broken shell mussel

    图 7  碎壳贻贝裂纹分布

    Figure 7.  Crack distribution of broken shell mussel

    表  1  仿真结果与试验数据对比

    Table  1.   Comparison between simulation results and experimental data

    载荷/N贝壳形变位移/mm误差率/%
    仿真值试验值
    1000.240.4445.4
    2000.480.7334.2
    3000.720.8919.1
    4000.961.00 4.0
    5001.261.19 5.8
    下载: 导出CSV

    表  2  碎壳贻贝裂纹坐标

    Table  2.   Crack coordinates of broken shell mussel

    试验
    编号
    实际
    壳长
    标定
    参数
    统计坐标
    X1Y1X2Y2X3,Y3
    181.00.97(9.7,14.5)(18.4,32.0)(34.9,52.3)
    288.51.06(−23.3,8.4)(−16.9,38.1)(−1.0,64.6)
    380.00.96(−23,11.5)(−15.3,30.7)(−1.9,42.2)
    475.50.91(−5.4,26.3)(−15.4,28.1)(−30.9,56.4)
    582.00.99(−10.8,19.8)(−19.8,25.7)(−15.8,81.1)
    683.01.00(−20.0,5.0)(−19.0,30.0)(−4.0,44.0)
    785.51.03(13.3,1.0)(22.6,39.1)(41.2,72.1)
    882.00.99(−25.7,4.9)(−12.8,36.6)(−31.6,72.2)
    981.50.98(8.8,17.6)(15.6,44.1)(23.5,82.3)
    1085.21.02(9.1,16.3)(17.3,40.8)(6.1,38.7)
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-05-28
  • 修回日期:  2022-08-13
  • 出版日期:  2022-11-20

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